Yuri Kovalenok은 예술을 수식에 적용하는 물리학 교사입니다. 인스타그램 계정(@jurij0001)에서 흥미로운 콘텐츠를 볼 수 있는데요. 전자기학부터 에너지보존 법칙에 이르기까지 선생님이 된 예술가는 좋아하는 모든 수식을 보여주죠. 이웃님들과 공유할 수 있는 몇 가지 콘텐츠를 소개합니다.
1. 원운동(Circular motion)
Kovalenok은 이를 구심가속도 및 구심력(Centripetal acceleration and force)라고 부릅니다. 이를 통해 비행기가 어떻게 회전하는지 설명해줍니다. Kovalenok은 인스타그램에서 "비행기는 v=360km/h의 일정한 속도의 원 모양으로 움직이며 선회한다. 비행기의 몸체가 비행 방향을 중심으로 10도 각도씩 기울여 회전하는 경우 원의 반지름 R이 결정된다"고 말합니다.
2. 치올콥스키 로켓 방정식(Tsiolkovsky rocket equation)
치올콥스키 로켓 방정식은 로켓의 기본 원리를 따르는 차량의 움직임을 설명하는 수학 방정식입니다. 여기서는 방정식과 함께 실제 로켓이 그려져 있군요.
3. 에너지 보존의 법칙(Law of conservation of energy)
에너지 보존의 법칙과 같이 추상적인 개념을 설명하기에 얼마나 완벽한 방법인가요. Kovalenok은 자신의 그림에 대한 설명까지 해줍니다. '데드 루프(dead loop)' 실험에서 질량 m의 공은 h=3R(여기서 R은 루프의 반지름)의 높이일 때 출발합니다. 루프의 하단과 상단에서 어떤 힘이 공을 누르고 있을까요?
4. 전자기학
전자기학이란 정확히 무엇일까요? 이 그림은 전자기학이 무엇인지 아주 잘 설명해주고 있습니다. "움직이고 있는 도체 AB의 길이는 1이고 저항은 R이며 도체 AB를 미끄러뜨리는 고정 도체의 저항은 무시한다. 자기장 B에 적용되는 도체의 평면은 수직으로 작용한다. 힘 F는 도체 AB가 일정한 속도 v로 움직이도록 가해져야 한다. 도체들의 시스템은 수평면에 존재한다"
5. 인공위성 회전
혹시 인공위성의 움직임에 대해 궁금했던 적이 있나요? Kovalenok이 이를 설명하고 그리기 위해 여기에 나타났습니다. 선생님은 또한 간단한 퀴즈까지 제공합니다. "지구 주위의 인공위성의 회전 주기는 24시간이며 위성의 궤도는 어느 고도에서 발견할 수 있는가?" 선생님의 그림이 설명을 해줍니다. 고도를 찾을 수 있나요?
6. 원운동 (2)
두 번째 원운동은 차를 가지고 설명하고 있습니다. "R=100m의 도로 반경에서 일정한 속도로 움직이는 자동차가 있다. 차량의 무게 중심은 h=1m의 높이에 있으며 차량 트랙의 바퀴 폭은 1.5m다. 자동차가 넘어질 수 있는 속도 v를 구하라. 자동차는 횡 방향으로 미끄러지지 않는다."
7. 정역학
이 그림에서는 곡예를 하는 사람이 보이지만 서커스를 다루지는 않습니다. 이 그림은 정역학을 다루고 있습니다. "l=4m 길이의 지붕을 바닥에서 60도의 각도로 기울여 벽과 바닥 사이에 놓는다. 최대 마찰력은 Ffric = 200N이다. 몸무게 60kg의 사람이 사다리가 미끄러지기 전에 사다리를 오를 수 있는 높이는? 사다리의 무게는 무시 가능하다"
##참고자료##
- https://www.instagram.com/jurij0001/
